乙醇與金屬鈉反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)研究

楊海艷

“金屬鈉與乙醇反應(yīng)實(shí)驗(yàn)”選自人教版化學(xué)必修2第3章第3節(jié)“生活中常見(jiàn)的有機(jī)物”，屬于典型元素化合物知識(shí)中的實(shí)驗(yàn)，具有重要的教學(xué)功能與價(jià)值。

實(shí)驗(yàn)為乙醇含羥基（-OH）且能與活潑金屬反應(yīng)放出氫氣的特性提供了有力依據(jù)，凸顯鈉的強(qiáng)還原性，培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象豐富，是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行多方位實(shí)驗(yàn)觀察，提高學(xué)生大膽假設(shè)、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)、對(duì)比分析等探究能力，培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)。

利用金屬鈉與乙醇反應(yīng)溫和的特點(diǎn)可以排除鈉泄露的險(xiǎn)情，也可用此反應(yīng)制備乙醇鈉，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任。

一、問(wèn)題提出

人教版必修2第三章第四節(jié)生活中兩種常見(jiàn)的有機(jī)物，這節(jié)中的教科書(shū)給出的實(shí)驗(yàn)3-2[1]，在與同學(xué)們一起動(dòng)手做完實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)無(wú)法隨時(shí)控制反應(yīng)的發(fā)生和停止，實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，金屬鈉用量較多，點(diǎn)燃時(shí)火焰較小的不足。引發(fā)了我們的思考，怎樣改進(jìn)呢？

二、研究方法

文獻(xiàn)檢索和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐

三、研究過(guò)程

（一）裝置改進(jìn)初級(jí)階段

同學(xué)們圍繞著問(wèn)題“無(wú)法隨時(shí)控制反應(yīng)的發(fā)生和停止，實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，金屬鈉用量較多，點(diǎn)燃時(shí)火焰較小的不足”展開(kāi)討論，并上網(wǎng)查閱資料。提出自己的改進(jìn)方案。

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果? 學(xué)生每個(gè)小組都體會(huì)到了實(shí)驗(yàn)的成功帶給自己的成就感，覺(jué)得自己也可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，可以對(duì)乙醇的結(jié)構(gòu)，乙醇與鈉反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、反應(yīng)本質(zhì)理解的更深刻。

（3）產(chǎn)生問(wèn)題

1.無(wú)法控制實(shí)驗(yàn)的發(fā)生和停止。

2.鈉塊的用量不好控制。

3. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，乙醇不斷滴落，影響實(shí)驗(yàn)的可觀賞性，同時(shí)剩余的無(wú)水乙醇較多，造成藥品的浪費(fèi)。

（二）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：分別做了乙醇和水與金屬鈉的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，利用啟普發(fā)生器的原理設(shè)計(jì)了收口，用脫脂棉做分離固體和液體的“隔板”，控制了反應(yīng)的發(fā)生和停止。實(shí)驗(yàn)操作方便，安全，實(shí)驗(yàn)藥品用量少，金屬鈉只需要大米粒大小即可，而且剩余的乙醇還可以封存在特制U形管中，下次實(shí)驗(yàn)繼續(xù)使用。

（三）效果評(píng)價(jià)

本次實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，珍視個(gè)別學(xué)生的想法，讓學(xué)生親身經(jīng)歷整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力。也通過(guò)這些環(huán)節(jié)，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造性思維的能力，這也是學(xué)生需要具備的化學(xué)核心素養(yǎng)。

乙醇是人教版高中化學(xué)必修2第三章中重要的有機(jī)物，是有機(jī)合成中一種重要的有機(jī)物質(zhì)。從課堂效果來(lái)看，學(xué)生反應(yīng)良好，優(yōu)點(diǎn)主要有兩個(gè)：

1. “以評(píng)價(jià)課本實(shí)驗(yàn)為索引，學(xué)生為主體”的科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，實(shí)驗(yàn)、多媒體有機(jī)的結(jié)合，營(yíng)造出師生互動(dòng)的和諧課堂，對(duì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)興趣、培養(yǎng)探究精神具有重要的意義。

2. 從創(chuàng)設(shè)求知情景，視頻的引入到實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)的探究，從評(píng)價(jià)課本實(shí)驗(yàn)到自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，在教師的引領(lǐng)下學(xué)會(huì)更深入的思考，教學(xué)過(guò)程環(huán)環(huán)相扣，從提出問(wèn)題開(kāi)始到解決問(wèn)題為止，能讓學(xué)生始終處于不斷思考積極探索的學(xué)習(xí)情境之中，每個(gè)問(wèn)題的提出、思考、探究切合學(xué)生的實(shí)際又有一個(gè)由易到難的階梯變化，同時(shí)將相對(duì)獨(dú)立的單元通過(guò)問(wèn)題的設(shè)計(jì)巧妙地串接起來(lái)，形成一個(gè)完整的知識(shí)體系;關(guān)注學(xué)生主體，重視探究活動(dòng)，通過(guò)學(xué)生討論，進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，并觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析反應(yīng)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑢?shí)驗(yàn)觀察、記錄、描述、分析能力。

本節(jié)課只是對(duì)學(xué)生部分實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改進(jìn)，一定有更多更好的實(shí)驗(yàn)方案，需要師生共同去發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造。

（四）實(shí)驗(yàn)中使用的器材

實(shí)驗(yàn)儀器及用品：特制U形管、移液管、玻璃小瓶、小燒杯、注射器針筒、帶尖嘴的玻璃管、橡膠管、鑷子、小刀、濾紙、玻璃片、濾紙、培養(yǎng)皿、火柴、橡膠塞、夾持裝置等。

實(shí)驗(yàn)藥品：無(wú)水乙醇、水、金屬鈉、酚酞試液、泡泡水。

四、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)創(chuàng)新點(diǎn)

與報(bào)道的文獻(xiàn)[2]-[3]相比，實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的創(chuàng)新點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)。

（一）把鈉與乙醇的反應(yīng)用特制U形管裝置完成，安全、操作簡(jiǎn)單、現(xiàn)象明顯，易于進(jìn)行， 實(shí)驗(yàn)成功率高;并有助于學(xué)生深入理解鈉與乙醇反應(yīng)的原理。

（二）該實(shí)驗(yàn)裝置所得氣體不用驗(yàn)純、節(jié)省時(shí)間和藥品。剩余的乙醇可以封存在特制U形管中，下次實(shí)驗(yàn)可用原裝置繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，大大節(jié)省了教師準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的時(shí)間。

（三）能減少甚至排除乙醇蒸汽對(duì)氫氣檢驗(yàn)結(jié)果的干擾。因?yàn)樗免c少，放熱有限，將氣體通入肥皂水后，乙醇蒸汽已液化。

（四）可用于制備、檢驗(yàn)其他氣體。類(lèi)似于啟普發(fā)生器，該裝置可用于制備固液常溫反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，如實(shí)驗(yàn)室制備氫氣、氧氣、二氧化碳、二氧化氮、一氧化氮等。

（五）進(jìn)行相關(guān)的定量實(shí)驗(yàn)，由于運(yùn)用了移液管收集氣體排出的液體，可以進(jìn)行相關(guān)的定量實(shí)驗(yàn)，如反應(yīng)速率的測(cè)定等。

該套裝置已經(jīng)在教學(xué)中使用，得到了廣大師生的認(rèn)可，在使用的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)脫脂棉的用量過(guò)多會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察帶來(lái)干擾，需要進(jìn)一步完善。用一個(gè)多功能實(shí)驗(yàn)裝置完成教材中多個(gè)實(shí)驗(yàn)，具有較大的推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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